Sức mạnh của máy tính lượng tử
|
Sức mạnh của máy tính lượng tử ngày càng được khẳng định trong ngành công nghiệp điện toán. Mới đây nhất, những con chip máy tính nhanh nhất thế giới hiện nay đã bị một con chip lượng tử ánh sáng của các nhà nghiên cứu từ công ty Xanadu Quantum Technologies, tại Toronto, Canada đánh bại trong khả năng giải quyết một vấn đề hóc búa. Theo tài liệu của các nhà nghiên cứu, các siêu máy tính và những thuật toán hiện tại phải mất đến 9.000 năm để tính toán được bài toán này – thế nhưng con chip lượng tử Borealis của các nhà nghiên cứu hoàn thành nó chỉ trong 36 micro giây (mỗi micro giây bằng 1/1.000.000 giây). Bài toán được các nhà nghiên cứu nói đến là việc lấy mẫu Boson Gaussian (GBS). Tác vụ này yêu cầu máy tính tạo ra một mẫu từ phân bố xác suất của các phép đo đơn photon ở đầu ra của mạch điện – và nếu bạn thấy nó thật vô nghĩa, thì quả đúng như vậy, vì ngay cả máy tính nhanh nhất thế giới cũng gần như không thể hiểu và tính toán được nó.  Máy tính lượng tử của Xanadu Tác vụ BGS có một số lợi thế nhất định khiến nó trở nên không phân biệt đối xử riêng cho các thiết lập lượng tử, vì vậy BGS đã trở thành một công cụ tiêu chuẩn để tính toán xem một máy
tính lượng tử nhanh hơn bao nhiêu so với máy tính truyền thống. Trong khi máy tính truyền thống sử dụng hệ nhị phân (0 và 1 đại diện cho tắt và bật), các máy tính lượng tử xử lý đến 3 đơn vị dữ liệu bằng các qubit (0, 1 và "cả hai"). Nhờ vậy chúng có tốc độ nhanh vượt trội khi có thể tính toán xác suất của từng giải pháp trước khi sử dụng nó. Trong khi đó, các máy tính truyền thống hiện nay phải chạy thử từng giải pháp để xác định xem nó là đúng hay sai. Trong khi đó, con chip Borealis của các nhà nghiên cứu nói trên là một chip lượng tử ánh sáng, khi nó dùng các xung ánh sáng liên tục để truyền đi thông tin lượng tử. Ngay cả so với thế giới chip lượng tử đây cũng là một con quái vật thật sự về hiệu năng khi có đến 219 qubit, trong đó có 129 qubit được sử dụng cho nghiên cứu này. Thiết kế dạng đám mây của Borealis giúp các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận nó dễ dàng hơn Các nhà nghiên cứu tin rằng, chip lượng tử ánh sáng sẽ là kiến trúc được sử dụng nhiều nhất trong tương lai khi nó có khả năng mở rộng lớn hơn nhiều so với các giải pháp khác. Chip Borealis tiên tiến hơn hẳn ở chỗ mỗi cổng lượng tử có thể lập trình được và cho dù các chip khác cũng được trang bị chức năng này, chúng vẫn chưa đạt được ưu thế lượng tử (có sức mạnh tính toán vượt trội hơn hẳn so với các máy tính truyền thống). Các nhà nghiên cứu tin rằng công trình này là một cột mốc quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của máy tính lượng tử. "Công trình này là một cột mốc quan trọng trên con đường tạo ra một máy tính lượng tử đích thực, xác nhận các tính năng công nghệ chính của quang tử như một nền tảng cho mục tiêu này." Mặc dù tất cả đều cực kỳ hứa hẹn, đặc biệt là hiệu năng vô song của con chip lượng tử ánh sáng này, nhưng tác vụ GBS lại không có ứng dụng thực tế nào và việc tìm kiếm ứng dụng phổ biến trong thực tế dành cho chip lượng tử vào thời điểm hiện tại lại càng khó hơn. Ngay cả khi mới đây Bộ Quốc phòng Anh đã mua máy tính lượng tử đầu tiên để thử nghiệm, nhưng có thể còn nhiều năm nữa các máy tính như vậy mới được triển khai trên quy mô lớn. Đó cũng là một phần lý do hãng Xanadu đang đưa sức mạnh tính toán của Borealis lên đám mây để các nhà nghiên cứu trên toàn cầu có thể tiếp cận nó dễ dàng hơn cũng như tạo ra các ứng dụng thực tế dựa trên sức mạnh phi thường của nó. Tham khảo iflscience Cả thế giới thay đổi khi có sự xuất hiện của máy tính. Máy tính xuất hiện mang lại những những thay đổi không ngờ về công nghệ. Không dừng lại ở đó, máy tính ngày càng được cải thiện và đổi mới. Ngày nay là sự xuất hiện của máy tính lượng tử với vô vàn những tính năng siêu việt. Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn nghiên cứu về máy tính lượng tử nhé! Trong thời gian vừa qua, các công ty như IBM, Google, Microsoft, D-wave đều công bố về các bước tiến mới đối với máy tính lượng tử, đặc biệt IBM đã bắt đầu đưa máy tính lượng tử 5 qubit lên “đám mây” để người dùng trên thế giới có thể làm quen và thử nghiệm sức mạnh của chiếc máy tính. Bên cạnh đó, các ngôn ngữ lập trình lượng tử cũng như các nền tảng phát triển ứng dụng phần mềm dựa trên máy tính lượng tử cũng được các công ty đặc biệt chú ý. Máy tính lượng tử (còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu đưa vào. Máy tính lượng tử có phần cứng khác hẳn với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor Trong khi máy tính kỹ thuật số đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các chữ số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái nhất định (0 hoặc 1), tính toán lượng tử sử dụng các qubit (bit lượng tử) mà chúng có thể ở trong trạng thái chồng chập lượng tử. Mục tiêu của nghiên cứu điện toán lượng tử là khám phá một phương tiện thực hiện các hướng dẫn sóng dài. Những nguyên tắc cơ bản của cơ học lượng tử được sử dụng trong máy tính lượng tử Lưỡng tính sóng hạt của vật chất Một trong những khái niệm quan trọng nhất của cơ học lượng tử là: vì một lý do nào đó, các vi hạt ở mức độ nguyên tử (nguyên tử, phân tử) và hạ nguyên tử (hạt nhân, proton, electron, photon…) vừa có tính chất của sóng lẫn tính chất của hạt Chồng chập lượng tử và qubit Chồng chập lượng tử (hay chồng chất lượng tử, xếp lớp lượng tử) là việc áp dụng nguyên lý chồng chập vào cơ học lượng tử. Nguyên lý chồng chập vốn là sự cộng véctơ các véctơ sóng trong giao thoa. Trong cơ học lượng tử, các véctơ hàm sóng, hay véctơ trạng thái được cộng Rối lượng tử Rối lượng tử hay vướng víu lượng tử là một hiệu ứng trong cơ học lượng tử trong đó trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù cho chúng có nằm cách xa nhau. Sự sụp đổ của hàm sóng Khi phát ra một electron tại một thời điểm, nếu không có sự quan sát của thiết bị và con người tại khe đôi, electron sẽ dường như “tách đôi” và đi qua cả hai khe để tạo ra hiện tượng chồng chập các trạng thái spin lượng tử như là các sóng hạt. Nhưng khi có các thiết bị quan sát của con người, electron sẽ chỉ đi qua một khe đôi và không gây ra hiện tượng chồng chập sóng hạt ở màn chắn phía sau. Trong trường hợp này, electron hoạt động thuần túy như một hạt, hay có thể nói tính chất sóng của nó đã không còn. Người ta gọi hiện tượng này là sự sụp đổ của hàm sóng Các nghiên cứu hiện nay về tính toán lượng tử có hàm ý rất rõ ràng đối với an ninh quốc gia. Bất kỳ thực thể nào có máy tính lượng tử quy mô lớn đều có thể phá vỡ hệ thống mật mã hiện hành để chặn và đọc thông tin liên lạc hoặc đọc các dữ liệu lưu trữ. Xem thêm:
Trên đây là một số tìm hiểu cơ bản về máy tính lượng tử. Hi vọng qua bài viết này các bạn đã có thêm những thông tin thú vị và hữu ích. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé! "BKAII -Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!" |
